(57)【要約】【課題】  プラントを構成するプラント設備の異常、故障等の発生時期が予測できる予防保全情報として出力する予防保全支援装置を提供する。【解決手段】  プラントを構成するプラント設備毎のプロセスデータを記憶するプロセスデータ記憶部と、プラント設備の稼働時間または動作回数を積算し稼働データを記憶する稼働データ記憶部と、プロセスデータに基づき、プラント設備の異常を判定するためのプロセスデータの傾向値またはプロセスデータ間の相関値を演算するプロセスデータ傾向値・相関値演算部と、このプロセスデータ傾向値・相関値演算部で演算された傾向値または相関値と稼働データによりプラント設備の一定期間後のプロセスデータ予測値を演算するプロセスデータ予測演算部と、プロセスデータ予測演算部が演算した一定期間後のプロセスデータ予測値を予防保全情報として表示する表示部とを備えた構成とした。【選択図】        図１
2005157608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントを構成するプラント設備のプロセスデータを時系列的に整理して記憶するプロセスデータ記憶部と、上記プラント設備の稼働時間または動作回数を積算した稼働データを記憶する稼働データ記憶部と、上記プロセスデータ記憶部に記憶された上記プロセスデータに基づき、上記プラント設備の異常を判定するための上記プロセスデータの傾向値または上記プロセスデータ間の相関値を演算するプロセスデータ傾向値・相関値演算部と、該プロセスデータ傾向値・相関値演算部で演算された上記プロセスデータ傾向値または相関値と上記稼働データ記憶部に記憶された上記稼働データとにより上記プラント設備の一定期間後のプロセスデータ予測値を演算するプロセスデータ予測演算部と、該プロセスデータ予測演算部が演算した上記プラント設備の一定期間後のプロセスデータ予測値を予防保全情報として表示する表示部とを備えたことを特徴とするプラント設備の予防保全支援装置。
【請求項２】
プラントを構成するプラント設備のプロセスデータを時系列的に整理して記憶するプロセスデータ記憶部と、上記プラント設備の稼働時間または動作回数を積算した稼働データを記憶する稼働データ記憶部と、上記プロセスデータ記憶部に記憶された上記プロセスデータに基づき、上記プラント設備の異常を判定するための上記プロセスデータの傾向値または上記プロセスデータ間の相関値を演算するプロセスデータ傾向値・相関値演算部と、該プロセスデータ傾向値・相関値演算部で演算された上記プロセスデータ傾向値または相関値と上記稼働データ記憶部に記憶された上記稼働データとにより上記プラント設備の一定期間後のプロセスデータ予測値を演算するプロセスデータ予測演算部と、
予め入力された上記プラント設備の設備データと、上記プラント設備の故障状態信号に基づいた当該設備の故障発生時期とその時の故障状態のプロセスデータとを記憶する設備データ・故障履歴記憶部と、該設備データ・故障履歴記憶部に記憶された上記故障履歴と、上記プロセスデータ予測演算部で演算された上記一定期間後のプロセスデータ予測値とから異常発生時期または定期点検推奨時期を演算する事象発生時期推定部と、
上記プロセスデータ予測演算部が演算した上記プラント設備の一定期間後のプロセスデータ予測値および上記事象発生時期推定部が演算した異常発生時期または定期点検推奨時期を予防保全情報として表示する表示部とを備えたことを特徴とするプラント設備の予防保全支援装置。
【請求項３】
プラントを構成するプラント設備のプロセスデータを時系列的に整理して記憶するプロセスデータ記憶部と、上記プラント設備の稼働時間または動作回数を積算した稼働データを記憶する稼働データ記憶部と、上記プロセスデータ記憶部に記憶された上記プロセスデータに基づき、上記プラント設備の異常を判定するための上記プロセスデータの傾向値または上記プロセスデータ間の相関値を演算するプロセスデータ傾向値・相関値演算部と、該プロセスデータ傾向値・相関値演算部で演算された上記プロセスデータ傾向値または相関値と上記稼働データ記憶部に記憶された上記稼働データとにより上記プラント設備の一定期間後のプロセスデータ予測値を演算するプロセスデータ予測演算部と、
予め入力された上記プラント設備の設備データと、上記プラント設備の故障状態信号に基づいた当該設備の故障発生時期とその時のプロセスデータの故障履歴とを記憶する設備データ・故障履歴記憶部と、該設備データ・故障履歴記憶部に記憶された上記故障履歴と、上記プロセスデータ予測演算部で演算された上記一定期間後のプロセスデータ予測値とから異常発生時期または定期点検推奨時期を演算する事象発生時期推定部と、
上記プラント設備からの運転・停止状態信号とプラント運転計画を保存する運転計画管理部と、該運転計画管理部に保存された上記プラント設備の運転・停止状態データおよび上記プラント運転計画と、上記事象  発生時期推定部で演算された上記異常発生時期または上記定期点検推奨時期と、上記プロセスデータ傾向値・相関値演算部で演算されたプロセスデータの傾向値およびプロセスデータ間の相関値に基づいて、上記プラント設備の推奨運転号機あるいは推奨運転順序を計画する推奨運転計画演算部と、
上記プロセスデータ予測演算部が演算した上記一定期間後のプロセスデータ予測値、上記事象発生時期推定部が演算した異常発生時期または定期点検推奨時期および推奨運転計画演算部が演算したプラント設備の推奨運転号機あるいは推奨運転順序を予防保全情報として表示する表示部とを備えたことを特徴とするプラント設備の予防保全支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラントを構成するプラント設備の異常診断を行うための予防保全情報を提供するプラント設備の予防保全支援装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のプラントの運転信頼性を確保するため行われている方法は、プラントを構成するプラント設備の制御盤に表示された動作状態を常時監視するとともに、各プラント設備の定期的な点検と、設備設置場所の定時的な巡回により、異常音、異常熱、異臭等の異常の有無の確認を行い、異常が発見された場合には、その異常状態に応じて装置の切り替えや応急措置または異常部分の修理または取り換え措置を行う時間基準予防保全（以下ＴＢＭという。ＴＢＭ=Time Based Maintenance）が一般的であり、このＴＢＭは、運転操作員の交代制の２４時間監視体制が必要であり、多人数のプラント設備に対して高度な診断技術を有する運転操作員の確保が必要である。
また、このＴＢＭは、異常状態が運転操作員の判断によって発見され、処理されるために、発見者の知識・経験により処理方法に対して判断結果に個人差が生じ、その後の措置が必ずしも最適とはならないこともある。さらに、プラントを構成するプラント設備の稼働時間、稼働回数などの運転履歴が管理されていないため、異常状態は運転操作員の判断にたよることとなる。
【０００３】
企業経営の合理化が進む昨今の事情を考慮すると、高度な設備診断技術と経験を備えた運転操作員の高齢化による減少が続く状況において、高度な設備診断技術を有する運転操作員の確保は困難であり、このような社会的変化に対応して、少ない運転操作員で行える予防保全手法の確立が急務になってきている。
【０００４】
上記のような状況からプラント設備の稼働履歴、動作状態などから異常発生を予測し、この予測により、プラント設備を事前に対策する状態基準予防保全（以下ＣＢＭという。ＣＢＭ＝Condition Based Maintenanse）の必要性が高まっている。しかし、このＣＢＭを人手により実施すると、上記ＴＢＭにも増して多くの人手と高度な技術が必要であり、このＣＢＭを人手を要しないで実施可能な方策が必要である。
【０００５】
上記のＣＢＭに該当する予防保全支援装置として、例えば、特許文献１に示すような石油精製プラントにおけるプラント設備の保全支援装置が開示されている。
この保全支援装置は、石油精製プラントのプラントを構成する設備・機器の起動・停止、正常・異常および故障に関する各種の情報を光多重送信手段で収集し、各機器の稼働状態の監視、稼働時間の管理、稼働回数の管理および各機器の点検結果を入力して点検履歴の管理を行う稼働モニタリング手段と、収集した情報から傾向値、上限値、異常値の一次異常診断を行いその結果を出力する一次異常診断手段と、一次異常診断結果に基づきエリア別点検アドバイスを出力する点検アドバイス手段と、このエリア別点検アドバイスに従って実際に巡回し目測、臭覚または触手により感知した結果を入力して二次異常診断手段と、この二次異常診断結果に基づきエリア別メインテナンスアドバイスを出力するメインテナンスアドバイス手段とを設けた構成である。
【０００６】
この保全支援装置では、設備の稼働時間、稼働回数、機器リスト等が一元管理されて異常や故障の判断情報として提供され、この判断情報により運転操作員が異常や故障の判断を行い、その判断結果に基づいて異常や故障部分を排除する措置がとられ、異常や故障の情報が、運転操作員の知識、経験、熟練度の差異による判断結果のバラツキが排除され、適正な予防保全が実施できるものである。
【０００７】
【特許文献１】特開平４−２４２１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１の保全支援装置では、異常、故障が発生した対象機器の設置エリアや稼働時間、稼働回数の記録、運転の切り替えのアドバイスを表示するにとどまっており、結局は運転操作員の判断によって処理されるため運転操作員の省力化には限度がある。
また、点検アドバイスやエリア別アドバイスは、設備に異常や故障が発生した後に表示されるものである。予防保全は、異常や故障が事前に排除されることが重要であるが、特許文献１の構成では異常や故障が事前に排除されるものではないので、プラント設備の切り替えや停止が必要となる等の問題点がある。
【０００９】
この発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、プラントを構成するプラント設備の動作データ、稼働情報および保守管理情報などにより、プラント設備の異常、故障等の発生時期を予測するとともに、定期点検推奨時期を予防保全支援情報として出力するプラント設備の予防保全支援装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るプラント設備の予防保全支援装置は、プラントを構成するプラント設備のプロセスデータを時系列的に整理して記憶するプロセスデータ記憶部と、プラント設備の稼働時間または動作回数を積算した稼働データを記憶する稼働データ記憶部と、プロセスデータに基づき、プラント設備の異常を判定するためのプロセスデータの傾向値またはプロセスデータ間の相関値を演算するプロセスデータ傾向値・相関値演算部と、このプロセスデータ傾向値・相関値演算部で演算された傾向値または相関値と稼働データによりプラント設備の一定期間後のプロセスデータ予測値を演算するプロセスデータ予測演算部と、プロセスデータ予測演算部が演算した一定期間後のプロセスデータ予測値を予防保全情報として表示する表示部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、プラントを構成するプラント設備のプロセスデータの傾向値または相関値と稼働データとによりプラント設備の一定期間後のプロセスデータ予測値を演算し、予防保全情報として表示部に表示する構成としたので、プラント設備の予防保全の方策が運転操作員の判断にたよることなく実施でき、予め交換部品の準備や代替運転方法の検討ができるので、プラント設備の安定した運用ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は実施の形態１のプラント設備の予防保全装置のブロック図であり、プロセスデータ記憶部２と、稼働データ記憶部３と、プロセスデータ傾向値・相関値演算部４と、プロセスデータ予測演算部５と、表示部６とが図示の通りに関連付けされた構成である。
【００１３】
プロセスデータ記憶部２は、プラントを構成する各プラント設備１に入力する電源電圧、電源電流等の入力データや、プラント設備１が動作したときに生じる振動のレベル、温度上昇、回転数などの動作データや、プラント設備１の出力値、例えばポンプであれば流量、バルブであれば動作回数等のそれぞれのプロセスで出力されるプロセスデータを時系列的に整理して記憶する。
稼働データ記憶部３は、プラントを構成するプラント設備１の稼働時間または動作回数を積算した稼働データを記憶する。
プロセスデータ傾向値・相関値演算部４は、時系列的に整理されたそれぞれのプロセスデータの変化の傾向を求めたり、プロセスデータ間の相関値、例えばポンプなどでは、入力電流と流量の相関、回転数と流量の相関などを演算し、基準に対する乖離状態などを演算する。
プロセスデータ予測演算部５は、稼働データ記憶部３に記憶された稼働状況と、プロセスデータ傾向値・相関値演算部４より出力されたプロセスデータ傾向値・相関値により、プロセスデータの例えば３ヶ月先あるいは６ヶ月先の一定期間後のプロセスデータを過去のデータから外挿によって推定するか、または過去データの変化傾向から推定し、予防保全情報として表示部６に表示する。運転操作員は表示された一定期間後のプロセスデータ予測値により、予防保全の対策を検討する。
【００１４】
以上のように、一定期間後のプロセスデータ予測値が表示されることにより、運転操作員の経験や知識の差による判断結果の差異がなくなり、予め交換部品の準備や代替運転方法の検討ができるようになり、プラントの安定した運用ができる。
【００１５】
実施の形態２．
図２は実施の形態２のプラント設備の予防保全支援装置のブロック図である。この実施の形態２は、実施の形態１の図１の構成に、設備データ・故障履歴保存部７と事象発生時期推定部８を付加した実施の形態である。
図２の構成は、プラント設備１、プロセスデータ記憶部２、稼働データ記憶部３、プロセスデータ傾向値・相関値演算部４、プロセスデータ予測演算部５は実施の形態１の図１と同一である。設備データ・故障履歴保存部７は、予めプラント設備１に対応してその設備データが保存され、各プラント設備１のプロセスデータ傾向値・相関値演算部４の出力に基づいた故障発生時期および故障時のプロセスデータが保存されている。
事象発生時期推定部８は、設備データ・故障履歴保存部７から設備データおよび故障履歴を読み込み、各プラント設備の異常発生の推定時期あるいは定期点検推奨時期を演算する。表示部１６は、プロセスデータ予測演算部５が演算した一定期間後のプロセスデータ予測値および事象発生時期推定部８が演算したプラント設備毎の異常発生の推定時期または定期点検推奨時期を表示する。
【００１６】
さらに事象発生時期推定部８には同一仕様のプラント設備の異常発生データも記憶しておき、対象のプラント設備１に異常が発生した経歴がなくても、同一仕様のプラント設備の異常情報を当該プラント設備１の異常発生時期あるいは定期点検推奨時期の検討に加味して演算する構成としている。
【００１７】
この実施の形態２のプラント設備の予防保全支援装置によれば、プラント設備１の異常発生時期あるいは定期点検推奨時期を事前に知ることができるので、予め交換部品の準備や代替え運転方法の検討が行えるようになり、プラント設備の円滑な運用が実現できる。
【００１８】
実施の形態３．
図３は実施の形態３のプラント設備の予防保全支援装置のブロック図である。この実施の形態３は、実施の形態２の図２の構成に、運転計画管理部９と推奨運転演算部１０を付加した実施の形態である。
図３の構成は、プラント設備１、プロセスデータ記憶部２、稼働データ記憶部３、プロセスデータ傾向値・相関値演算部４、プロセスデータ予測演算部５は実施の形態１の図１および実施の形態２の図２と同一であり、設備データ・故障履歴保存部７、事象発生時期推定演算部８は実施の形態２の図２と同一であり説明は省略する。
運転計画管理部９は、プラント設備１の運転周期や運転時間、運転順序等の運転計画を記憶するものである。これにプラント設備１からの運転状態、停止状態の状況が入力されている。
推奨運転計画演算部１０は、事象発生時期推定演算部８で演算されたプラント設備１の異常発生の推定時期または定期点検推奨時期と運転計画管理部９に記憶された当該プラント設備の運転計画データおよびプロセスデータ傾向値・相関値演算部４で演算されたプロセスデータに基づき、プラント設備１の推奨運転号機あるいは推奨運転順序を演算して出力する。
【００１９】
推奨運転計画演算部１０では、例えば、次のようなロジックで推奨運転号機あるいは推奨運転順序を演算する。対象とするプラント設備１の事象発生時期推定演算部８で推定された時期毎に、当該設備を除いた号機のみで運転計画管理部９に記憶された運転順序に従い、その時期の推奨運転号機並びに運転順序を決定する。運転計画管理部９に運転順序が入力されていない場合は、プロセスデータ傾向値・相関値演算部４から出力されたプロセスデータ傾向値・相関値演算部４から出力されるプロセスデータが正常値から離れている状態によって推奨運転号機並びに運転順序を決定する。
【００２０】
表示部２６にはプロセスデータ予測演算部５が演算した一定期間後のプロセスデータ予測値、事象発生時期推定演算部８が演算したプラント設備毎の異常発生の推定時期または定期点検推奨時期、および推奨運転計画演算部１０で演算された推奨運転号機並びに運転順序が表示される。
【００２１】
このように事象発生が推定された時期に対応して、一定期間後のプロセスデータ予測値、プラント設備毎の異常発生の推定時期または定期点検推奨時期、推奨運転号機並びに運転順序が表示されるので、プロセス設備１のプロセスデータの変化状態、異常発生の予測、定期点検の時期、定期点検時の推奨運転号機並びに運転順序まで表示されるので、経験の浅い運転操作員であっても、プラント設備の予防保全に対して適切に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態１のプラント設備の予防支援装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態２のプラント設備の予防支援装置の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態３のプラント設備の予防支援装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  プラント設備、２  プロセスデータ記憶部、３  稼働データ記憶部、
４  プロセスデータ傾向値・相関値演算部、５  プロセスデータ予測演算部、
６  表示部、７  設備デ−タ・故障履歴記憶部、８  事象発生時期推定演算部、
９  運転計画管理部、１０  推奨運転計画演算部、１６  表示部、２６  表示部。
【図１】
2005157608.tif 000003
【図２】
2005157608.tif 000004
【図３】
2005157608.tif 000005